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相移型磁通门实验仪

物理实验 2023年第6期43卷 15-21页

作者：何森中北大学半导体与物理学院物理系山西太原030051

为测量弱磁场,设计制造了相型磁通门实验仪,实验仪选用频率为32.768 kHz的晶振、计数器CD4060、运算放大器AD708和OPA551、高速精密比较器LM319、精密基准电源、高速D触发器74HC74等通用元件,安装了内、外2部分励磁线圈和均匀密绕长直... 详细信息

为测量弱磁场,设计制造了相型磁通门实验仪,实验仪选用频率为32.768 kHz的晶振、计数器CD4060、运算放大器AD708和OPA551、高速精密比较器LM319、精密基准电源、高速D触发器74HC74等通用元件,安装了内、外2部分励磁线圈和均匀密绕长直螺线管.仪器电路简单,测值对探头磁芯参量的变化不敏感,稳定性好,准确度高.电路不需任何调节,仪器的测量精度优于0.5%.本仪器适宜在普通物理实验课程中开设磁通门实验,便于推广应用.

关键词：磁通门相移三角波交流恒流励磁

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带相移的离散时间相耦合振子系统的同步

重庆理工大学学报（自然科学） 2023年第1期37卷 265-272页

作者：张华肖斯斯重庆理工大学理学院重庆400054

研究了带有相移的离散时间型Kuramoto振子系统的相位同步和频率同步问题。首先,通过分析同一时刻任意2个振子相位差的最大值趋于零所需条件,给出了该系统达到相位同步的一个充分条件。其次,在振子固有频率各异的情形下,通过设置初始时... 详细信息

研究了带有相移的离散时间型Kuramoto振子系统的相位同步和频率同步问题。首先,通过分析同一时刻任意2个振子相位差的最大值趋于零所需条件,给出了该系统达到相位同步的一个充分条件。其次,在振子固有频率各异的情形下,通过设置初始时刻任意2个振子之间相位差的上限值,得到了振子相位差的一个重要有界性质并给出了振子达到频率同步的充分条件。最后用一个含有10个振子的系统进行数值仿真,结果表明:振子频率恒同时,最大相位与最小相位之差在t=20 s时可降至0.003 6;振子固有频率各异时,频率最大值与最小值之差在t=0.3 s时达到4.066×10^(-5),验证了所得理论结果的正确性。

关键词： Kuramoto振子频率同步相位同步相移离散时间

加载惠更斯超表面相移层的高增益谐振腔天线设计

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工程科学与技术 2018年第6期50卷 232-236页

作者：周林陈星段鑫四川大学电子信息学院四川成都610065

针对谐振腔天线因口径场相位分布不均匀引起的增益较低问题,设计了一款惠更斯超表面相移层,并将其加载到谐振腔天线上,用于修正谐振腔天线口径场的不均匀相位分布,从而实现高增益。该惠更斯超表面由平行和垂直于波传播方向的两组开口谐... 详细信息

针对谐振腔天线因口径场相位分布不均匀引起的增益较低问题,设计了一款惠更斯超表面相移层,并将其加载到谐振腔天线上,用于修正谐振腔天线口径场的不均匀相位分布,从而实现高增益。该惠更斯超表面由平行和垂直于波传播方向的两组开口谐振环组成。两组开口谐振环分别与入射电磁波的磁场和电场谐振响应,从而影响电磁波的反射与透射性能。通过分别调节两组开口谐振环的尺寸,可以得到不同的电场与磁场谐振强度,从而实现超表面相移层的快速设计。为验证方法的有效性,设计了一款工作频率5.8 GHz的惠更斯超表面相移层,并将其应用于一款直径为180 mm的圆柱型谐振腔天线。对加载惠更斯超表面相移层的谐振腔天线进行了加工实测,其实测结果与仿真吻合良好。仿真和实测结果表明:所设计的相移层具有360°的相移范围,且透射系数幅值大于0.99;通过加载惠更斯超表面相移层,谐振腔天线的口径场相位分布更加均匀,其增益从原有的14.90 dB增加至18.31 dB,口径效率从25.9%提高至56.7%。

关键词：天线相移超材料

基于液晶空间光调制器的相移数字全息显微测量系统精度分析

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光子学报 2022年第4期51卷 126-134页

作者：钱晓彤田爱玲刘丙才王红军牛瑞朱学亮魏翔西安工业大学光电工程学院西安710021 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室西安710021 西安交通大学苏州研究院江苏苏州215100

液晶空间光调制器的空间不均匀性和边缘场效应导致调制后相位存在畸变,为提高基于液晶空间光调制器的相移数字全息显微系统的测量精度,提出了二次相位标定相移数字全息的测量方法。首先,基于斐索干涉系统,以反射式液晶空间光调制器为被... 详细信息

液晶空间光调制器的空间不均匀性和边缘场效应导致调制后相位存在畸变,为提高基于液晶空间光调制器的相移数字全息显微系统的测量精度,提出了二次相位标定相移数字全息的测量方法。首先,基于斐索干涉系统,以反射式液晶空间光调制器为被测对象,对其灰度与相移量的关系进行一次标定,并测量畸变波前相位;然后,利用二维图像插值算法及灰度化算法,设计出与液晶空间光调制器分辨率相等的畸变相位共轭灰度图;最后,将共轭灰度图加载在液晶空间光调制器上,获得理想调制相位,达到二次相位标定的目的。构建基于液晶空间光调制器的相移数字全息显微测量系统,对微透镜阵列进行测量实验,结果表明:二次标定前后微透镜阵列纵向矢高的相对测量误差由3.08%减少到1.15%,证明该方法能够有效提高相移数字全息的测量精度。

关键词：数字全息相移液晶空间光调制器标定相位重建三维测量

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基于SLM的相移数字全息测量技术研究

基于SLM的相移数字全息测量技术研究

作者：钱晓彤西安工业大学

学位级别：硕士

随着微纳技术的迅速发展,MEMS元件、微透镜阵列、微传感器等微光学元件广泛应用于各种领域,因此对微纳结构实现精确测量具有重要意义。相移数字全息技术具有全场、无接触、快速测量等特点,但传统机械移动的相移方法在测量过程中会不可... 详细信息

随着微纳技术的迅速发展,MEMS元件、微透镜阵列、微传感器等微光学元件广泛应用于各种领域,因此对微纳结构实现精确测量具有重要意义。相移数字全息技术具有全场、无接触、快速测量等特点,但传统机械移动的相移方法在测量过程中会不可避免的引入随机误差及系统误差,从而产生相位畸变,在对微纳结构进行测量时,存在分辨率低、像质不理想等问题。因此,如何提高相移数字全息系统的相位重建精度成为当前主要的研究方向。空间光调制器（Spatial Light Modulator,SLM）具有实时控制,且对光场能够实现纯相位调制的特点,本文将该器件与相移数字全息技术相结合,开展了基于SLM的相移数字全息显微测量技术研究,主要工作如下:1.为解决传统机械相移存在随机误差及系统误差的问题,将SLM应用于相移数字全息系统中,本文对反射式相位型SLM展开研究。建立反射率-相位延迟数学模型,仿真分析了不同偏振角分别与SLM反射率和相位延迟之间的关系。构建光功率计实验系统,验证了当偏振角与SLM的液晶光轴方向夹角为0°时,可工作在纯相位模式。为便于标定最佳偏振条件下SLM器件的相位调制曲线,基于数字波面干涉测量系统,研究了一种灰度编码的方法,获得了该器件不同灰度值对应调控的相位。2.为消除SLM的边缘效应和空间不均匀性,提出了一种二次相位标定方法。通过二维图像插值算法及灰度化算法,设计畸变相位共轭灰度图,对每个液晶单元的灰度值进行调节,达到修正整体畸变相位的目的。实验结果表明:二次相位标定法可减少液晶间相位调制误差,使得波前相差的PV值由0.182λ减小到0.088λ,RMS值由0.039λ减小到0.022λ,有效提高了SLM的相位调制精度。3.构建基于SLM的Mach-Zehnder相移数字全息系统,对相位物体微透镜阵列进行测量,验证了SLM作为相移器的有效性。将二次标定后的SLM应用于相移数字全息测量系统中,微透镜阵列纵向矢高的相对误差由3.23%减少到1.31%。实验结果表明:本文提出的方法应用于微光学元件的相位测量,降低了畸变相位对再现相位的影响,提高了相移数字全息显微系统的测量精度。

关键词：数字全息相移空间光调制器相位重建三维测量

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相移雅满横向剪切干涉仪

中国激光 2009年第5期36卷 1156-1159页

作者：王利娟刘立人栾竹孙建锋周煜中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800

雅满横向剪切干涉仪是一种很重要的波面枪测仪器,特别是可以对白光的波面进行检测。为了弥补传统雅满横向剪切十涉仪的不足,提出了一种相移雅满横向剪切十涉仪。它是在雅满横向剪切干涉光路中插入起偏器,1/4波片和检偏器所形成,实现了... 详细信息

雅满横向剪切干涉仪是一种很重要的波面枪测仪器,特别是可以对白光的波面进行检测。为了弥补传统雅满横向剪切十涉仪的不足,提出了一种相移雅满横向剪切十涉仪。它是在雅满横向剪切干涉光路中插入起偏器,1/4波片和检偏器所形成,实现了剪切干涉与相移的结合,能有效地提高测量精度,可适用于白光的波面检测,结构简单且操作方便。实验中通过旋转检偏器获得了相移下涉图,其结果很好地验证了该相移雅满横向剪切十涉仪的有效性。

关键词：光学器件横向剪切干涉仪相移波面检测

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相移数字全息显微技术研究

相移数字全息显微技术研究

作者：刘炜华东北大学

学位级别：硕士

数字全息显微镜是数字全息技术在显微镜领域的应用,是通过使用图像采集设备记录带有被测物体高度信息的物光与参考光干涉形成的全息图,再通过在电脑中利用算法重建得到被测物体的光强和相位信息来实现物体的三维形貌再现。数字全息显微... 详细信息

数字全息显微镜是数字全息技术在显微镜领域的应用,是通过使用图像采集设备记录带有被测物体高度信息的物光与参考光干涉形成的全息图,再通过在电脑中利用算法重建得到被测物体的光强和相位信息来实现物体的三维形貌再现。数字全息显微镜相比于其他显微镜有着很多的优势。传统的光学显微镜只能观测物体的光强信息,因此只能得到物体的二维信息。电子显微镜虽然有着高分辨率和高放大倍数,但其成本十分昂贵,并且体积十分巨大、沉重。偏光显微镜只适合于观测双折射样品。原子力显微镜因为是接触式测量,极易损伤样品表面,并且AFM探针也易折断。因此,数字全息显微镜可以应用于生物细胞检测、MEMS器件表面形貌测量、测量流体场气体密度等领域。从物光与参考光形成的夹角可分为离轴数字全息和同轴（相移）数字全息,本课题采用的是同轴（相移）数字全息来实现数字全息显微的三维重建。相较于离轴数字全息,相移数字全息消除了离轴全息中物光与参考光之间夹角的限制,降低了实验装置的调节难度和精度要求,增大了 CCD的使用效率。另外,同步相移数字全息可以实现实时测量的能力。在实验记录方法上,本文讨论了压电陶瓷驱动法和偏振相移法。在得到数字全息图后先对全息图进行预处理,减小噪声干扰。再通过重建算法对全息图进行数字重建。在得到重建相位图后再对其进行滤波处理,进一步提升图像质量。之后对包裹的相位图进行解包裹计算以及相位畸变补偿得到真实的重建相位,再通过计算高度还原被测样品的真实形貌信息。实验装置上对传统光路进行改进,并设计制作了一套全息记录装置。采用USAF1951标准分辨率板对系统进行标定。经实验证明,本系统可以实现微纳样品的便面形貌三维重建,精度良好。

关键词：数字全息相移激光干涉

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基于相移和相位滤波的面波压制方法（英文）

Applied Geophysics 2016年第4期13卷 614-620,737页

作者：王德营凌云中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司河北涿州072751

三维地震空间采样间隔偏大造成面波往往存在假频,给面波压制方法带来困难。本文提出对地震记录进行线性相移处理,解决假频面波与有效信号FK_XK_Y域混叠的问题;通过相位滤波和FK_XK_Y滤波逐次衰减面波能量,对存在空间假频的面波能量具有... 详细信息

三维地震空间采样间隔偏大造成面波往往存在假频,给面波压制方法带来困难。本文提出对地震记录进行线性相移处理,解决假频面波与有效信号FK_XK_Y域混叠的问题;通过相位滤波和FK_XK_Y滤波逐次衰减面波能量,对存在空间假频的面波能量具有较好的压制效果。理论模型数据和实际数据处理表明:基于相移和相位滤波的面波压制方法能够消除面波及其假频能量,同时保护了有效信号低频能量。

关键词：面波压制假频相移相位滤波 FKXKY滤波

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单检偏器数字散斑干涉偏振相移方法

激光与红外 2019年第12期49卷 1467-1471页

作者：李露董明利李伟仙吴思进北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院

针对曾经提出的数字散斑干涉时间偏振相移方法[1]所存在的结构复杂、操作不便等不足,提出了一种优化的数字散斑干涉偏振相移方法。不同于原先方法需要两组固定波片和可动检偏片,本方法仅需一组固定波片和可动检偏器即可实现相移,因此系... 详细信息

针对曾经提出的数字散斑干涉时间偏振相移方法[1]所存在的结构复杂、操作不便等不足,提出了一种优化的数字散斑干涉偏振相移方法。不同于原先方法需要两组固定波片和可动检偏片,本方法仅需一组固定波片和可动检偏器即可实现相移,因此系统结构和操作过程都更加简单,且减少了光路调节不准所带来的相移误差,相位图质量更高。实验结果显示,结合传统的三步、四步、五步相移算法,基于单检偏器偏振相移器的数字散斑干涉方法能够获取质量较好的相位图,因此证明了这种方法可有效替代原方法。

关键词：相移偏振数字散斑干涉